금강석(金剛石)은 천연광물중 가장 굳기가 우수하며 광채가 뛰어난 보석이다.
다이아몬드 는 원소탄소의 고체형태 원자가 결정구조 호출 다이아몬드 입방체. 또 다른 고체 형태의 탄소 흑연 는 화학적 안정성 탄소의 형태 실온압, 그러나 다이아몬드는 전이가능 그런 조건에서 무시할 수 있는 속도로 변환합니다. 다이아몬드가 가장 높다 경도 그리고 열전도도 모든 천연 재료, 절단 및 연마 도구와 같은 주요 산업 응용에 사용되는 특성. 그들은 또한 다이아몬드안빌세포 물질을 지구 깊은 곳에서 발견되는 압력에 적용할 수 있습니다.
자연 절단 다이아몬드 결정
토착광물
기하학, a 팔면체 (pl.: 옥타헤드라 또는 팔면체)는 다면체 8개의 얼굴로 이 용어는 다음을 지칭하는 데 가장 일반적으로 사용됩니다. 정팔면체, a 플라톤 고체 8로 구성된 등각삼각형, 그 중 4개는 각각에서 만난다. 꼭지점
주요 다이아몬드 생산국
다이아몬드에 원자의 배열이 매우 강하기 때문에, 그것을 오염시킬 수 있는 불순물은 거의 없다(두 가지 예외는 붕소 그리고 질소). 적은 수의 결함 또는 불순물(약 1백만 분의 격자 원자) 컬러 다이아몬드 블루(붕소), 옐로(질소), 갈색(결함), 녹색(방사 노출), 보라색, 분홍색, 오렌지색 또는 빨간색. 다이아몬드 또한 매우 높다. 굴절률 그리고 비교적 높은 광 분산.
대부분의 천연 다이아몬드는 10억에서 35억 년 사이의 나이를 가지고 있습니다. 대부분은 지구에서 150에서 250 킬로미터 (93에서 155 mi) 사이의 깊이에서 형성되었습니다. 맨틀비록 몇 개는 800킬로미터(500mi)의 깊이에서 왔지만. 고압과 온도 하에서 탄소 함유 유체는 다양한 광물을 용해하여 다이아몬드로 대체하였다. 훨씬 더 최근에 (수백 년에서 수천만 년 전) 그들은 수면으로 운반되었습니다. 화산분출 그리고 에 입금되었습니다. 화성암 알려진 킴벌라이트 그리고 람프로이트.
합성 다이아몬드 고압과 온도 또는 고순도 탄소에서 성장할 수 있습니다. 탄화수소 가스 화학기상증착 (cvd). 모방 다이아몬드 또한 같은 재료로 만들어질 수 있습니다. 입방 지르코니아 그리고 탄화규소. 자연, 합성 및 모방 다이아몬드는 광학 기술 또는 열전도도 측정을 사용하여 가장 일반적으로 구별됩니다.
다이아몬드가 켜져 있지만 지구 드물고, 우주에서 매우 흔합니다. ~안에서 운석, 탄소의 약 3%가 나노다이아몬드, 직경이 몇 나노미터입니다. 충분한 작은 다이아몬드는 낮은 다이아몬드 때문에 공간의 추위에 형성될 수 있다. 표면에너지 흑연보다 안정되게 만들어요. 일부 나노다이아몬드의 동위원소 서명은 별에서 태양계 밖에서 형성되었음을 나타낸다.[80]
고압 실험은 많은 양의 다이아몬드가 응축된다고 예측합니다. 메탄 얼음의 거대한 행성에서 "다이아몬드 비"로 천왕성 and 해왕성.[81][82][83] 일부 태양계 외 행성들은 거의 전적으로 다이아몬드로 구성될 수 있다.[84]
다이아몬드는 탄소가 풍부한 별, 특히 존재할 수 있다. 백색왜성. 기원에 대한 한 가지 이론 카르보나도가장 거친 형태의 다이아몬드는 백색 왜성에서 유래했다는 것입니다. 초신성.[85][86] 별에 형성된 다이아몬드가 최초의 광물이었을 수도 있다.[87]
다이아몬드에 원자의 배열이 매우 강하기 때문에, 그것을 오염시킬 수 있는 불순물은 거의 없다(두 가지 예외는 붕소 그리고 질소). 적은 수의 결함 또는 불순물(약 1백만 분의 격자 원자) 컬러 다이아몬드 블루(붕소), 옐로(질소), 갈색(결함), 녹색(방사 노출), 보라색, 분홍색, 오렌지색 또는 빨간색. 다이아몬드 또한 매우 높다. 굴절률 그리고 비교적 높은 광 분산.
대부분의 천연 다이아몬드는 10억에서 35억 년 사이의 나이를 가지고 있습니다. 대부분은 지구에서 150에서 250 킬로미터 (93에서 155 mi) 사이의 깊이에서 형성되었습니다. 맨틀비록 몇 개는 800킬로미터(500mi)의 깊이에서 왔지만. 고압과 온도 하에서 탄소 함유 유체는 다양한 광물을 용해하여 다이아몬드로 대체하였다. 훨씬 더 최근에 (수백 년에서 수천만 년 전) 그들은 수면으로 운반되었습니다. 화산분출 그리고 에 입금되었습니다. 화성암 알려진 킴벌라이트 그리고 람프로이트.
합성 다이아몬드 고압과 온도 또는 고순도 탄소에서 성장할 수 있습니다. 탄화수소 가스 화학기상증착 (cvd). 모방 다이아몬드 또한 같은 재료로 만들어질 수 있습니다. 입방 지르코니아 그리고 탄화규소. 자연, 합성 및 모방 다이아몬드는 광학 기술 또는 열전도도 측정을 사용하여 가장 일반적으로 구별됩니다.
재산
주요 기사: 다이아몬드의 재료 특성
다이아몬드는 원자가 결정으로 배열된 순수한 탄소의 고체 형태이다. 고체 탄소는 다음과 같은 다른 형태로 나온다. 동족 화학 결합의 종류에 따라. 가장 흔한 두 가지 순수 탄소의 동소 다이아몬드이고 흑연. 흑연에서 결합은 sp입니다.2 궤도 하이브리드 원자들은 평면으로 형성되며, 각각은 120도 간격으로 가장 가까운 세 이웃에 결합됩니다. 다이아몬드로 그들은 sp입니다.3 그리고 원자들은 각각 가장 가까운 네 이웃에 묶인 테트라헤드라를 형성합니다.[4][5] 테트라헤드라는 강하고 결합이 강하며, 알려진 모든 물질 중 다이아몬드는 단위 부피당 원자 수가 가장 많아 가장 단단하고 가장 적은 이유다 압축성.[6][7] 또한 천연 다이아몬드의 입방 미터당 3150~3530 킬로그램(물밀도의 3배 이상), 3520 kg/m의 높은 밀도를 가지고 있다3 순수한 다이아몬드로요.[2] 흑연에서 가장 가까운 이웃들 사이의 결합은 훨씬 더 강하지만 평행한 인접한 평면들 사이의 결합은 약하기 때문에 평면들은 쉽게 서로 미끄러진다. 따라서 흑연은 다이아몬드보다 훨씬 부드럽다. 그러나 더 강한 결합은 흑연을 덜 가연성 있게 만든다.[8]
다이아몬드는 재료의 예외적인 물리적 특성 때문에 많은 용도로 채택되었다. 가장 높은 것을 가지고 있습니다. 열전도도 그리고 가장 높은 음속도. 그것은 낮은 접착력과 마찰력을 가지고 있고, 그 계수는 열팽창 매우 낮습니다. 그것의 광학적 투명도는 원적외선 깊숙이 자외선 그리고 그것은 높은 것을 가지고 있습니다. 광 분산. 또한 전기 저항이 높습니다. 화학적으로 불활성이며 대부분의 부식성 물질과 반응하지 않으며 생물학적 호환성이 우수하다.[9]
흑연과 다이아몬드 사이의 전이를 위한 평형 압력과 온도 조건은 이론적으로나 실험적으로 잘 확립되어 있다. 평형 압력은 온도에 따라 선형적으로 다양합니다. 1.7 지파 ~에서 0 K 그리고 12 GPa ~에서 5000K (다이아몬드/흑연/액체 삼중점).[10][11] 그러나 위상은 이 선에 대해 공존할 수 있는 넓은 영역을 갖는다. ~에서 정상온도압력, 20°C(293 K) 및 1 표준 대기(0.10 MPa), 탄소의 안정상은 흑연이지만 다이아몬드는 전이가능 흑연으로의 변환 속도는 무시할 수 있습니다.[7] 그러나, 약 이상의 온도에서 4500 K, 다이아몬드는 흑연으로 빠르게 변환된다. 흑연을 다이아몬드로 빠르게 변환하려면 평형선보다 훨씬 높은 압력이 필요합니다. 2000 K, 압력 35 GPa 필요합니다.[10]
흑연-다이아몬드-액체 탄소 삼중점 위로는 압력이 증가함에 따라 다이아몬드의 녹는점이 천천히 증가하지만, 수백 GPa의 압력에서는 감소한다.[12] 고압에서 실리콘 그리고 게르마늄 BC8을 가지고 있습니다. 신체중심입방체 결정 구조 및 유사한 구조가 고압에서 탄소에 대해 예측된다. ~에서 0 K, 전이는 1100 GPa.[13]
과학저널에 실린 기사에 실린 연구결과 자연물리학 2010년에 초고압과 온도(약 1천만 대기 또는 1 TPa 및 5만 °C)에서 다이아몬드가 금속성 유체로 녹는 것을 암시한다. 이것이 발생하기 위해 필요한 극한 조건은 얼음거인 해왕성 그리고 천왕성. 두 행성 모두 약 10%의 탄소로 이루어져 있으며, 가상적으로 액체 탄소의 바다를 포함할 수 있다. 많은 양의 금속 유체가 자기장에 영향을 미칠 수 있기 때문에, 이것은 왜 두 행성의 지리적, 자기극이 정렬되지 않는지에 대한 설명이 될 수 있다.[14][15]
결정구조
또한 참조: 다이아몬드의 결정학적 결함
다이아몬드 단위 셀, 사면체 구조를 나타낸다
다이아몬드의 가장 일반적인 결정 구조를 다음과 같이 한다. 다이아몬드 입방체. 그것은 단위세포 (그림 참조) 함께 쌓여 있습니다. 그림에는 18개의 원자가 있지만 각 모서리 원자는 8개의 단위 세포가, 얼굴 중앙의 각 원자는 2개가 공유되므로 단위 세포당 총 8개의 원자가 존재한다.[16] 단위 셀의 각 측면의 길이는 다음과 같이 표시됩니다. 에 그리고 3.567입니다. 앙스트롬.[17]
다이아몬드 격자에서 가장 가까운 이웃 거리는 1.732입니다.에/4 에 격자 상수로, 보통 Angstrøms에서 에 = 0.3567 nm인 3.567 Å.
다이아몬드 입방 격자는 두 개의 상호 침투로 생각할 수 있다. 얼굴중심입방체 에 의해 변위된 격자 1⁄4 입방 세포를 따라 대각선 또는 각 격자 점에 연관된 두 개의 원자를 가진 하나의 격자로.[17] a에서 본 <1 1 1> 결정방향, 반복되는 ABCABC ... 패턴으로 쌓인 층으로 형성됩니다. 다이아몬드는 또한 육각형 다이아몬드로 알려진 ABAB ... 구조를 형성할 수 있습니다. 론스데일라이트, 그러나 이것은 훨씬 덜 흔하며 입방 탄소와 다른 조건에서 형성된다.[18]
잘려지지 않은 팔면체 다이아몬드의 한 면, 천연 화학적 에칭에 의해 형성된 삼각형(양 및 음의 부조)을 보여준다.
다이아몬드는 외면체 또는 둥근 옥타헤드라 and 짝사랑 8면체 마클레스. 다이아몬드의 결정 구조는 원자의 입방 배열을 가지므로 많은 것을 가지고 있습니다. 면 에 속하는 큐브, 팔면체, 마름모꼴, 테트라키스육면체, 또는 디디아키스 십이면체. 결정은 둥근 모서리와 표현되지 않는 가장자리를 가질 수 있으며 길쭉할 수 있습니다. 다이아몬드(특히 둥근 결정면을 가진 것)는 일반적으로 코팅된 채 발견된다. 니프불투명한 잇몸 같은 피부입니다.[19]
일부 다이아몬드에는 불투명한 섬유가 들어 있다. 그들은 다음과 같이 불린다. 불투명 섬유가 투명한 기판으로부터 자라면 또는 섬유 만약 그들이 전체 크리스탈을 차지한다면. 그들의 색깔은 노란색에서 녹색 또는 회색까지 다양하며, 때때로 구름 같은 흰색에서 회색의 불순물을 가지고 있습니다. 그들의 가장 흔한 모양은 쿠보이달이지만, 그들은 또한 옥타헤드라, 도데카헤드라, 단골 또는 결합된 모양을 형성할 수 있습니다. 그 구조는 1에서 5 미크론 사이의 크기를 가진 수많은 불순물의 결과이다. 이 다이아몬드들은 아마도 킴벌라이트 마그마로 형성되어 휘발성 물질을 샘플링했을 것이다.[20]
다이아몬드는 또한 다결정 골재를 형성할 수 있다. 이와 같은 이름을 가진 그룹으로 분류하려는 시도가 있었다 멧돼지, 발라스, 스튜어타이트, 프레임사이트는 널리 받아들여지는 기준의 집합은 없다.[20] 다이아몬드 알갱이가 있었던 종류인 카르보나도 소결 (열과 압력의 적용으로 녹지 않고 융합됨) 색상은 검은색이며 단결정 다이아몬드보다 질기다.[21] 화산암에서 관찰된 적이 없다. 그 기원에는 별에서의 형성을 포함한 많은 이론들이 있지만 합의는 없다.[20][22][23]
광물학
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Lustre_(mineralogy)#Adamantine_lustre
https://en.m.wikipedia.org/wiki/Electron_microscope